С какими науками осень тесно связано почвоведение с основами географии почв

Почвоведение

Вы будете перенаправлены на Автор24

История развития почвоведения

Почвоведение – это наука о строении, составе, свойствах, географическом распространении почв.

Почвоведение рассматривает закономерности происхождения почв, их развитие, функционирование и роль в природе. История почвоведения является частью истории человеческой культуры.

Первоначальные эмпирические знания о почве своими корнями уходят в конец мезолита, когда были сделаны первые попытки занятия земледелием. Систематизировать сведения о почве начали философы античности – Феофраст, Плиний Старший, Колумелла, Лукреция Кара и др.

В Средние века для установления феодальных повинностей начали описывать земельные угодья.

С XVII и до начала XX века ученые выдвигают разные теории почвенного питания растений. Так, например, в 1629 г теорию водного питания растений выдвигает Я. В. Гельмонт, теорию гумусного питания в 1761 г предлагают Ю. Валлериус и А. Тэер. В 1840 г предлагается теория минерального питания почвы Ю. Либиха.

Выдающийся русский ученый М.В. Ломоносов в 1763 г высказал идею о верхнем слое почвы и перегнойном происхождении «чернозема». Свою идею он описал в работе «О слоях земных».

С 1765 г в России существовало Императорское Вольное экономическое общество к поощрению земледелия и домостроительства. Это общество осуществляло финансирование экспедиций и публиковало работы по изучению почв, их описанию и картографированию.

Примерно в это же время в Германии развивается физическое и геологическое почвоведение. Немецкие ученые считают, что почва является верхней частью коры выветривания планеты.

Предлагался целый ряд теорий по вопросу происхождения черноземов, например, И.А. Гюльденштедт считал, что черноземы имеют растительно-наземное происхождение, а Р.И. Мурчисон придерживался версии ледникового их происхождения, связывая с размывом глин юры.

Возникновение современного почвоведения связано с именем В.В. Докучаева – профессора минералогии, установившего, что для почв характерны четкие морфологические признаки. Их распространение также закономерно, как и природных зон, а морфологические признаки позволяют почвы различать.

Готовые работы на аналогичную тему

В.В. Докучаев выделяет почву как объект исследования, о чем пишет в своей монографии «Русский чернозем». На основании всех проведенных исследований он делает вывод, что почва является результатом материнской породы, климатических условий и организмов, на ней живущих, умноженных на время.

Ученики и последователи В.В. Докучаева продолжили развитие научного почвоведения. Первый учебник по генетическому почвоведению создал ученик В.В. Докучаева – Н.М. Сибирцев, который был опубликован в 1899 г.

Профессор П.А. Костычев, бывший оппонент Докучаева, сыграл большую роль в развитии агрономического почвоведения.

Школа Докучаева получила международное признание после издания учебника почвоведения на немецком языке.

Методы почвоведения

Как наука, почвоведение использует в своих исследованиях целый ряд разнообразных методов:

Профильный метод является основой всех исследований, а разработан он был В.В. Докучаевым и требует изучения почвы на всю глубину её толщи;
Морфологический метод является базисным и начальным этапом всех исследований почвы и составляет основу полевой диагностики;
Сравнительно-географический метод позволяет делать обоснованные заключения о генезисе почв и закономерностях их распространения;
Сравнительно-исторический метод позволяет исследовать прошлое почв, изучая почвенные горизонты и сопоставляя их с современной ситуацией;
Метод почвенных ключей, в основе которого лежит генетико-географический анализ небольших участков-ключей и их перенос на крупные территории с однотипной структурой;
Метод почвенных монолитов, базирующийся на принципах физического моделирования процессов, происходящих в почве, например, передвижение влаги;
Метод почвенных лизиметров, применяемый для того чтобы изучить процессы вертикальной миграции веществ в почве;
Метод почвенно-режимных наблюдений лежит в основе биосферного мониторинга и применяется для исследования процессов почвообразования на основе измерения параметров, например, влажности, температуры, гумуса, содержания солей в одной почве в течение длительного времени;
Балансовый метод тоже используется для изучения кинетики почвообразования. Суть его сводится к тому, что запас какого-либо вещества в почве, наблюдаемый в данное время, является результатом изменения его исходного запаса;
Метод почвенных вытяжек используется для того чтобы изучить элементы питания, доступные растениям;
Аэрокосмические методы, с одной стороны, позволяют визуально изучать фотографии поверхности Земли в заданном диапазоне и с разной высоты, а с другой стороны – позволяют проводить прямые исследования с летательных аппаратов на предмет отражательной или поглотительной способности почвы;
Радиоизотопные методы используются для изучения миграционных процессов в почвах.

Кроме названных методов широкое распространение имеют так жюе биогеоценотический и экосистемный методы, позволяющие в определенных условиях географической среды, изучать одновременно все компоненты биогеоценоза – почвы, флору и фауну, микроорганизмы, атмосферу, природные воды. Эти методы почвоведы разработали, взяв за основу теорию почвообразования В.В. Докучаева.

Почвоведение использует системный методический подход, а это значит, что почва, с одной стороны рассматривается как целостная система, состоящая из подсистем-блоков, взаимодействующих друг с другом, а с другой стороны, она рассматривается как подсистема биосферы.

Связь почвоведения с другими науками

В своих исследованиях почвоведение широко использует методические подходы других наук, поэтому имеет с ними тесную связь.

Методические и методологические связи почвоведение сохраняет с геологией, потому что развилось из неё. Геологическая история поверхности Земли позволяет понять генезис почв и почвенного покрова, позволяет понять пространственную дифференциацию почв.

Свои методические основы исследования дают петрография, минералогия, кристаллография на основании которых почвоведы изучают минералогический состав почв, закономерности его формирования и трансформации.

Важные вопросы формирования водного режима почв, а также его функционирования помогает решать гидрогеология.

Данные тектоники, вулканологии, сейсмологии важны для того чтобы лучше познать генезис и эволюцию почв, а данные геоморфологии дают возможность не только понять, но и оценить роль рельефа в почвообразовании.

Для составления почвенных карт требуются знания геодезии и картографии. Тесную связь имеет почвоведение с биогеохимией, гидрохимией, поскольку почвоведов интересуют вопросы миграции и трансформации веществ на земной поверхности.

Важна для почвоведов роль климатических условий и атмосферных факторов, поскольку от них зависит водный и тепловой режим почв, а эту информацию дают климатология и метеорология.

Методы и подходы таких наук как микробиология, биохимия, физиология растений, ботаника и зоология широко используются почвоведами.

Без методов биохимии невозможно изучение гумуса почвы.

Почвоведение связано и с точными науками, например, с математикой через использование статистических подходов для оценки почвенной неоднородности и математическое описание физических и химических процессов, происходящих в почвах. Кроме этого, с помощью математики можно моделировать почвенные процессы, например, передвижение в почвах воды и солей.

Использование большого числа методов разных наук связано, прежде всего, с особенностями почвы как природного тела.

Академик В.И. Вернадский заложил основы учения о биосфере и ноосфере, взяв в основу методологию В.В. Докучаева.

Экологический подход, о котором сегодня говорят многие науки, является не чем иным как классическим докучаевским подходом к изучению природных явлений.

Источник

Место географии почв в системе наук

Анализ основных факторов почвообразования. Современные представления о выветривании. Минеральный и химический состав почвообразующих пород и почв. Методы изучения физических свойств грунта. Особенности формирования земель верховых и низинных болот.

Рубрика	География и экономическая география
Вид	шпаргалка
Язык	русский
Дата добавления	19.01.2018
Размер файла	96,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. География почв как наука, определение, содержание, методология и задачи географии почв

Почвоведение — наука о почвах, их образовании (генезисе), составе и свойствах, закономерностях географического распространения, о формировании и развитии главного свойства почвы — плодородия.

Это физико-географическая наука имеющая тесную связь с почвоведением. По Г.В. Добровольскому и И.С. Урусевской география почв — это наука о закономерностях распространения почв на земле.

Как научная дисциплина география почв возникла начале 19 века, когда в России В.В. Докучаевым и его учениками были созданы основы генетического почвоведения. Теоретической основой географии почв является учение В.В. Докучаева о почве как продукте совокупной деятельности факторов почвообразования. 1 География почв является важнейшим разделом почвоведения, без знания географии почв (распространения почв) невозможно решить вопрос о происхождении почв.

.Методы изучения почв Основным методом изучения почв является сравнительно-географический метод, предложенный В.В. Докучаевым. Сущность этого метода заключается в сопряженном изучении почв и факторов их образующих, в тщательном сопоставлении всех изменений географических условий почвообразования. Сравнительно-географический основной, но не единственный метод изучения почв. Для изучения почв используется так же сравнительно- аналитический метод, стационарный, аэрокосмический и другие.

Основные задачи географии почв — разработать практические рекомендации по рациональному использованию почв в соответствии с зонально-региональными особенностями. Обеспечить народное хозяйство почвенными картами, методиками охраны почв, повышения биологической продуктивности почв.

Основные задачи почвоведения — обеспечить сохранность почвенного покрова планеты для будущих поколений, обеспечить получение максимальной продуктивности с минимальных площадей для удовлетворения все растущих потребностей развивающегося человечества.

2. История почвоведения и географии почв. Место географии почв в системе наук

Почвоведения является широкой естественнонаучной дисциплиной. В изучении процесса почвообразования и свойств почвы она тесно связана с геологией, минералогией, физикой, химией, физической географией, геоботаникой, микробиологией, биохимией и др. Наиболее важными разделами почвоведения являются: генезис и классификация почв, физика, химия, минералогия почв, география и картография почв

1п.-период накопления разрозненных фактов о св-вах почвы и ее плодородия и обработки.

2п-период обособления знаний о почвах.

3п— период первичной систематизации знаний о почве.Античный период.

4п- эпоха возрождения .Интенсивные земельно-кадастровые работы

5п- интенсивности эксперимента географического изучения почвы

6п- в европе развивались 2 направления :Агрогеологическое,агрокультурхимическое.

7п — почвоведение как наука

8п — постдокучаевский период

9п — инвентаризация почвенного покрова мира.

10п — изучение физики почв и редактирование классификации почв СССР.

11п — развитие белорусской школы почвоведов

3. Основные факторы почвообразования

К пяти факторам почвообразования, установленным Докучаевым — почвообразующим породам, рельефу, климату, биологическим и времени добавлены воды (почвенные и грунтовые), а так же хозяйственная деятельность человека.

Почвообразующие (материнские) породы в формировании почв игра ют одну из важнейших ролей, а именно:

1. Субстрат для поселения живых организмов.

2. Выполняют роль твердой фазы — каркаса в вертикально-профильном строении почвенного тела и определяют исходные составляющие почвы: минеральную, химическую, физико-химическую и др.

Почвообразующие породы влияют на исходный уровень плодородия почв и служат своеобразным банком и резервом обогащения почвы новыми порциями первичных и глинистых минералов различного химического и механического состава.

Материнские породы обуславливают следующие важнейшие свойства почв:

1.Гранулометрический состав 2. Химический и минералогический состав 3. Физические и физико-химические свойства почвы 4. Водно-воздушный, тепловой и пищевые резервы почвы

По генезису почвообразующие породы разделяются на: * Элювиальные * Делювиальные * Аллювиальные * Пролювиальные * Ледниковые отложения (моренные, флювиогляциальные, озерно- ледниковые) * Эоловые * Морские четвертичные * Покровные суглинки * Лессы * Органогенные Биологически

— раст.Органические соединения почвы формируются в результате жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Основная роль при этом принадлежит растительности. Зеленые растения являются практически единственными создателями первичных органических веществ. Поглощая из атмосферы углекислый газ, из почвы — воду и минеральные вещества, используя энергию солнечного света, они создают сложные органические соединения, богатые энергией.

—жив. Основная функция животных организмов в почве — преобразование органических веществ. В почвообразовании принимают участие как почвенные, так и наземные животные. В почвенной среде животные представлены главным образом беспозвоночными и простейшими.

—микроорганизмы. Они принимают участие в биотическом круговороте веществ, разлагают сложные органические и минеральные вещества на более простые.

4. Современные представления о выветривании. Разновидности выветривания (физическое, химическое, биологическое)

Почва образуется из горных пород в результате длительных и сложных процессов выветривания и почвообразования. Выветривание представляет собой механическое разрушение и химическое изменение поверхности горных пород и их минералов.

Физическое выветривание — это механическое дробление горной породы на обломки разной величины. При суточных или сезонных колебаниях температуры (тепло и холод) между отдельными слоями горной породы возникают напряжения, которые приводят к появлению трещин и разломов. В результате физического выветривания монолитная горная порода со временем превращается в сеть обломков, наименьший диаметр которых может доходить до десятых и сотых долей миллиметра. Эта рыхлая масса качественно отличается от исходной горной породы. Она способна пропускать воздух, а также удерживать часть воды.

Под химическим выветриванием понимают изменение химического состава и строения первичных минералов, слагающих горные породы. В химическом выветривании основная роль принадлежит воде. Дождевая вода всегда содержит в растворенном состоянии газы атмосферного воздуха: азот, кислород, углекислый газ. При смачивании первичных минералов водой может происходить ряд химических реакций (окисление, гидратация, гидролиз, восстановление, образование карбонатов и др.). Кроме того, вода может растворять некоторые минералы. В результате химического выветривания происходят значительные изменения химического состава строения первичных минералов. Продуктами физического выветривания являются обломки первичных минералов.

При химическом выветривании происходит не только разрушение, но и создание новых (вторичных) минералов.

Биологическое выветривание — количественное и качественное изменение горных пород под воздействием растительных и животных организмов. Микроорганизмы и растения извлекают из породы и минералов необходимые им минеральные вещества, разрушая тем самым породу и минералы. В 2 процессе жизнедеятельности низшие и высшие растительные организмы выделяют различные органические кислоты, ускоряющие процессы выветривания.Кроме этого, растения механически, корневой системой разрыхляют горные породы.. Интенсивность процессов зависит от климата, поэтому верхний слой горных пород, подверженный выветриванию (кора выветривания), имеет мощность, в зависимости от климата, от долей сантиметра до нескольких десятков и сотен метров.

5. Горные породы — ведущий фактор почвообразования

Горные породы — это вещество, слагающее земную кору.

По происхождению горные породы подразделяются на три группы:

1) магматические, образующиеся при внедрении в земную кору или извержении на поверхность магмы

2) осадочные горные породы, образующиеся путем механического или химического осаждения продуктов разрушения магматических и метаморфических пород, а также жизнедеятельности организмов;

3) метаморфические породы, образующиеся из ранее существовавших пород под воздействием факторов метаморфизма (высоких температур, давления, действия газов).

По генетическим признакам среди осадочных горных пород выделяют: обломочные, или механические, химические и органогенные.

Механические, или обломочные, отложения образовались при механическом измельчении (дроблении) различных горных пород под влиянием термического выветривания, а также разрушения их ледниками и снеговыми водами.

Элювий — продукты выветривания, остающиеся на месте их образования. Этот материал состоит из обломков разного размера.

Делювий — это рыхлые продукты выветривания, переносимые временными незначительными водными потоками, стекающими вниз по склонам во время дождей и весеннего снеготаяния.

Аллювий — отложения речных постоянных водных потоков.

Болотные отложения состоят из торфа и болотногo ила.

Озерные отложения — сапропель, озерные илы, мергель.

Морские отложения-сортированы, разного гранулометрического состава, слоисты и содержат соли.

Эоловые отложения образуются при переносе и отложении песчаного материала ветром.

Лёссовидные суглинки и лёсс имеют различный генезис. Для них характерны палевая или буровато-палевая окраски, карбонатность, рыхлое сложение, они богаты по химическому составу, чаще легкие суглинки, склонны к размыванию и образованию оврагов.

Химические осадочные породы возникают путем отложения вещества на дне водоемов из растворов в результате химических реакций или изменения температуры воды.

Органогенные породы состоят из продуктов жизнедеятельности животных и растений, а также из их неразложившихся остатков.

6. Основные почвообразующие породы на территории Беларуси. География распространения почвообразующих пород

Почвообразующие породы играют важную роль в формировании почв. Почвообразующие породы подразделяются на :

· Ледниковые: моренные, горно-ледниковые, озерно-ледниковые.

· После ледниковые : аллювиальные, делювиальные, эоловые, болотные

Моренные- различный гранулометрический состав.неоднородно окрашен от красно-бурого до коричневого,содержит карманы.

Озерно-ледниковые-отложения образовались на дне приледниковых озерных бассейнов.Представлены ленточными глинами, реже супесями и песками. Характеризуются слоистым или массивным строением,содержат осадок пресноводной извести.

Водно-ледниковые-продукты аккумулятивной деятельности потоков талых ледниковых вод.сложены мелкозернистыми песками и супесями.

Лёссы и лессовидные отложения распространены южнее границы поозерского ледника.Мощность от 0.5-3.0 до 8-15м.Это однородная палевая-жёлтая порода, в основном суглинистого или супесчаного состава, тонкопористая.

Делювиальные-рыхлый материал, накапливающийся в нижних частях склонов в результате смыва породы с верхних частей склонов дождевыми и талыми водами.Отличаются сортированностью и тонкозернистостью.

Аллювиальные отложения слагают пойменные и низкие надпойменные террасы.Отличаются слоистостью, сортировкой материала по крупности.

Эоловые-отложения образовались в результате переработки ветром песчаных наносов.Отличаются выраженной косой слоистостью и хорошей сортированностью. Распространенные по территории Полесья.

Болотные — образовались в услових постоянного избыточного увлажнения, в основном представлены торфом. В зависимости от питания различают низинные, переходные и верховные болота.

7. Минеральный и химический состав почвообразующих пород и почв

Почва состоит из минеральных, органических и органо-минеральных веществ. По химическому составу она существенно отличается от исходных почвообразующих пород. Главные особенности химического состава почвы — присутствие органических веществ и в их составе специфической группыгумусовых веществ, разнообразие форм соединений отдельных элементов и непосредственно состава во времени.В составе почв обнаружены все известные химические элементы. Содержание отдельных химических элементов в литосфере и почве колеблется в широких пределах.

Химический состав почвообразующей породы отражает, в известной мере, её гранулометрический и минералогический состав. Песчаные породы, богатые кварцем, состоят преимущественно из кремнезема. Чем тяжелее гранулометрический состав породы, тем больше в ней вторичных минералов, а следовательно, меньше кремнезема, больше полутораокисей алюминия, железа. Почвы наследуют геохимические черты исходного материала почвообразующих пород. На песчаных породах, богатых кварцем, почвы обогащены кремнеземом, на лессе — кальцием, на засоленных породах — солями.

В почве преобладают окись кремния (SiO2) и органогенные элементы C, H, O, N, P, S, K, Ca, Mg. Последние являются источником питания растений и от их содержания зависит плодородие почвы. Особую роль в питании растений играет N, P и K. Азот в почве представлен нитратами, аммонийными солями, входит в состав почвенного воздуха и гумуса. Многие соединения азота подвижны, легко вымываются. Недостаток азота, а также фосфора и калия в почве компенсируют органическими и минеральными удобрениями.

В почвах содержатся практически все элементы периодической системы д. И. Менделеева, но для питания растениям наиболее необходимы 19 элементов: С, Н, О, N, Р, S, К, Са, Мg, Fе, Мn, Сu, Zn, Мо, В, С1, Nа, Si, Со. Из них 16 элементов, кроме С, Н, О, относятся к минеральным. Углерод, водород и кислород поступают в растения преимущественно в виде СО2, О2 и Н2О. Необходимость натрия, кремния и кобальта не для всех растений установлена.

8. Значение рельефа в образовании и географии почв

Рельеф влияет на почвообразование, главным образом, косвенно, перераспределяя воду, тепло и твердые частицы почвы. Значительное изменение высоты местности влечет за собой существенное изменение температурных условий, сравнительно незначительное изменение высоты сказывается на перераспределении атмосферных осадков, экспозиция склона имеет большое значение для перераспределения солнечной энергии, определяет степень воздействия па почву грунтовых вод.

Роль и значение макро-, мезо- и микрорельефа заметно отличается. С формами макрорельефа (равнины, горы, низины) может быть связано изменение количества осадков по мере распространения воздушных масс, приносящих их. Это создает условия для постепенной смены типов растительности, а значит, и почв. В горах при изменении высоты местности изменяется температура воздуха, характер увлажнения, что и обусловливает вертикальную зональность почв.

Элементы мезорельефа (холмы, гряды, водоразделы, овраги) перераспределяют солнечную энергию и атмосферные осадки на ограниченной территории. На равнинных участках рельефа почти все атмосферные осадки воспринимаются почвой, склоны из-за стока теряют воду, а в понижениях она может излишне накапливаться, вызывая заболачивание.

Также существенно различается инсоляция южных и северных склонов — до 10?С, что отражается на водном режиме и характере растительности.

Отрицательные и положительные элементы рельефа, даже находящиеся рядом, имеют, как правило, разный водно-воздушный и тепловой режим, неодинаковую реакцию (рН). Поверхностный и внутренний сток вызывает направленную миграцию твердых частиц (растворенных веществ) устанавливается обмен веществ между формами мезо- и микрорельефа. В итоге мощность гумусового горизонта на склоне может в 2-3 раза меньше, чем в понижении. Сильный сток воды с крутых склонов вызывает эрозию почв, создает тяжелые условия для поселения растений.

Формы микрорельефа (мелкие западины, кочки, пригорки) содействуют возникновению отличий в среде обитания растений, формированию микроструктуры растительного покрова и большого разнообразия почвенных сочетаний и комплексов.

9. Влияние климата на почвообразование

Климат оказывает прямое и косвенное влияние на процесс почвообразования. Прямое влияние заключается в непосредственном воздействии на почву таких факторов климата,как тепло, свет, осадки. Косвенное влияние проявляется через воздействие климата на растительный и животный мир.

Климат — важный фактор развития биологических и биохимических процессов. Определенное сочетание температурных условий и увлажнения обусловливает тип растительности, темпы создания и разрушения органического вещества, состав и интенсивность деятельности почвенной микрофлоры и фауны.

Состояние атмосферы, преломляясь через свойства и состав почвы, оказывает огромное влияние на водно — воздушный, температурный и окислительно — восстановительный режим почвы.

С климатическими условиями тесно связаны процессы превращения минеральных соединений в почве (направление и темп выветривания, аккумуляция продуктов почвообразования и др.), а также процессы ветровой и водной эрозии почв.

Главным источником энергии для биологических и почвенных процессов является солнечная радиация, а основным источником увлажнения — атмосферные осадки. Солнечная радиация, поглощаясь земной поверхностью, постепенно излучается и нагревает атмосферу. Влага осадков поглощается растениями и возвращается в атмосферу путем транспирации или физического испарения. Таким образом, устанавливается постоянный тепло — и влагообмен между почвой и атмосферой. В процессе этого обмена формируется гидротермический режим почвы, который является важнейшим ее свойством. Поэтому большой интерес представляет характеристика климатов по температурным условиям и увлажнению.

10. Значение поверхностных и грунтовых вод в образовании и географии почв

Почвенная вода является жизненной основой растений, почвенной фауны и микрофлоры, получающих воду главным образом из почвы. От содержания воды в почве зависят интенсивность протекающих в ней биологических, химических и физико-химических процессов, передвижение веществ и формирование почвенного профиля, водно-воздушный, питательный и тепловой режимы, ее физико-механические свойства, то есть, важнейшие показатели почвенного плодородия. Следовательно, почвенная вода оказывает прямое и косвенное влияние на развитие и урожайность растений.

Растения расходуют воду в огромном количестве. Для создания 1 г сухого органического вещества потребляется от 200 до 1000 г воды. Количество воды, затрачиваемое на создание единицы сухого вещества за вегетационный период, называется транcnupaцuoнным коэффициентом. Однако растениями усваивается только часть почвенной влаги, которая удерживается силами, меньшими, чем сосущая сила корней, — продуктивная влага. В процессе фотосинтеза вода вместе с углекислым газом — первичный источник образования органического вещества растений. В воде растворяются питательные вещества, которые с почвенным раствором поступают в растения. Растения нормально развиваются только при постоянном и достаточном количестве влаги в почве. Недостаток, как и избыток, влаги в почве ограничивает продуктивность растений. В этом случае неэффективными становятся различные приемы, направленные на повышение урожаев сельскохозяйственных культур (внесение удобрений, известкование и др.).

Водообеспеченность растений определяется не только количеством поступающей воды в почву, но и ее водными свойствами, способностью почвы впитывать, фильтровать, удерживать, сохранять воду и отдавать ее растению по мере потребления. В одинаковых климатических условиях при равной влажности почвы могут содержать разное количество доступной воды, что зависит от механического состава почв, структурного состояния, содержания гумуса и других показателей, предопределяющих их водные свойства. Поэтому создание благоприятного водного режима в почве — одно из важнейших условий получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур в условиях интенсивного земледелия.

11. Биологические факторы почвообразования

Факторы почвообразования — это природный процесс образования почвы из горной породы.

К биологическим факторам почвообразования относятся:

1.Растения 2.Животные 3.Микроорганизмы

В основе почвообразования лежит биологический круговорот веществ, сущность которого заключается в том, что химические элементы поглощаются живыми организмами, перегруппировываются и возвращаются в почвы.

1. Главной функцией растений в биосфере и в почвообразовании является синтез органического вещества и накопление потенциальной энергии в почве.

Для характеристики биологического круговорота веществ и роли растений в почвообразовании учитываются следующие показатели:

— общая биомасса (фитомасса) — общее количество живого органического вещества в надземной и подземной сферах;

— мертвое органическое вещество — количество органического вещества, заключенное в отмерших остатках растений

— зольность — содержание зольных элементов в растениях и их

Для биологического круговорота веществ лесных сообществ характерно длительное исключение из него значительной части азота и зольных элементов, которые накапливаются в стволах и ветвях. Продукты разложения вновь вовлекаются в биологический круговорот, а частично, с атмосферными осадками, поступают в нижележащие горизонты почвенного профиля, вплоть до грунтовых вод.

С величиной ежегодного опада тесно связано количество образующегося гумуса, численность микрофлоры и микрофауны.

Большое влияние на почвообразование оказывают зольность опада, количество оснований и азота в его составе. Зольность растений в среднем составляет около 1,5%, но иногда может достигать и 20 и 50 %

Растения обладают свойством избирательно поглощать и концентрировать химические элементы.Благодаря этому в почвах происходит биогенное накопление ряда элементов, таких как фосфор, кальций, магний, калий, сера и др. Обогащение верхних слоев почвы основаниями и азотом способствует образованию и накоплению в них гумуса. В процессе питания корни растений в обмен на поглощенные ими элементы питания продуцируют значительное количество корневых выделений, в составе которых много ионов водорода и анионов органических кислот. Вместе с органическими кислотами, они проделывают большую химическую работу, вовлекая в биологический круговорот веществ новые порции химических элементов из горных пород и минералов.

2. Главной функцией животных в биосфере и в почвообразовании является потребление и разрушение органического вещества зеленых растений.

Экскременты дождевых червей повышают содержание гумуса и существенно улучшают свойства почв. Простейшие разлагают органические остатки до более простых соединений, подготавливая их таким образом для гумификации.

Землерои могут существенно изменять свойства почв и микрорельеф, перемещая мелкозем из глубоких слоев на поверхность почвы. Образование бугорков приводит к перераспределению влаги и солей и может являться причиной формирования почв с разными свойствами.

Таким образом, почвенные животные перерабатывают растительные остатки до более простых соединений, перемешивают и разрыхляют почвенный мелкозем, особенно верхние слои, улучшают питательный режим, обогащают почву экскрементами, тем самым постоянно формируют условия для жизнедеятельности растений и особенно для микроорганизмов.

3.Деятельность микроорганизмов в почвах весьма разнообразна. При их участии происходят гумификация и минерализация органических веществ растительного и животного происхождения, восстановление и окисление органических и минеральных соединений, фиксация атмосферного азота, процессы нитрификации и денитрификации, разложение и образование минералов и др.В почвах преобладают бактерии, актиномицеты и грибы. Большую роль в процессах почвообразования играют почвенные водоросли, все больше появляется данных в научной литературе о присутствии в почве внеклеточных форм микроорганизмов — вирусов.

Микроводоросли, так же как и растения, обогащают почву органическим веществом, то есть они являются первичными продуцентами органического вещества.

Водоросли активно участвуют в процессах выветривания и готовят почву для поселения растений. Почвенные грибы в процессе питания они обладают способностью разлагать органические вещества, участвуют в минерализации растительных и животных остатков и в образовании гумусовых кислот, способных разрушать первичные и вторичные минералы в почвах.Кроме того они синтезируют и выделяют во внешнюю среду разнообразные ферменты, которые расщепляют любые органические субстраты, вплоть до лигнина. Он способствуют оструктуриванию почвенных частиц.

Бактерии — наиболее многочисленная группа микроорганизмов в почве.

Они способны фиксировать азот в почве, разлагают органическое вещество, организуют распад белков, способны разлагать целлюлозу, фосфорные вещества, окисляют различные соединения, могут разлагать гумус.

12. Роль высших растений в почвообразовании

Главной функцией растений в биосфере и в почвообразовании является синтез органического вещества и накопление потенциальной энергии в почве.

Для характеристики биологического круговорота веществ и роли растений в почвообразовании учитываются следующие показатели:- общая биомасса (фитомасса) — общее количество живого органического вещества в надземной и подземной сферах;

— зольность — содержание зольных элементов в растениях и их

— интенсивность разложения органического вещества — отношение подстилки к опаду зеленой части растений.

Для биологического круговорота травянистых сообществ характерно значительно меньшее накопление общей массы, но существенно большее возвращение с ежегодным опадом по сравнению с лесными формациями.. С величиной ежегодного опада тесно связано количество образующегося гумуса, численность микрофлоры и микрофауны.

Растения защищают почву от эрозионных процессов.

13. Роль микроорганизмов в почвообразовании

Деятельность микроорганизмов в почвах весьма разнообразна. При их участии происходят гумификация и минерализация органических веществ растительного и животного происхождения, восстановление и окисление органических и минеральных соединений, фиксация атмосферного азота, процессы нитрификации и денитрификации, разложение и образование минералов и др.В почвах преобладают бактерии, актиномицеты и грибы. Большую роль в процессах почвообразования играют почвенные водоросли, все больше появляется данных в научной литературе о присутствии в почве внеклеточных форм микроорганизмов — вирусов.

Почвенные водоросли — одно- и многоклеточные микроорганизмы — содержат хлорофилл и обладают фотосинтезирующей способностью.Микроводоросли, так же как и растения, обогащают почву органическим веществом, то есть они являются первичными продуцентами органического вещества.

Диатомовые водоросли играют большую роль в трансформации соединений кремния и кальция. Синезеленые водоросли (цианобактерии) обладают способностью фиксировать атмосферный азот и выделять кислород и тем самым способны существенно улучшать плодородие почв рисовых полей, а также некоторых почв субтропических и тропических областей Водоросли активно участвуют в процессах выветривания и готовят почву для поселения растений. Почвенные грибы в процессе питания они обладают способностью разлагать органические вещества, участвуют в минерализации растительных и животных остатков и в образовании гумусовых кислот, способных разрушать первичные и вторичные минералы в почвах.Кроме того они синтезируют и выделяют во внешнюю среду разнообразные ферменты, которые расщепляют любые органические субстраты, вплоть до лигнина. Он способствуют агрегации (оструктуриванию) почвенных частиц.

Бактерии — наиболее многочисленная группа микроорганизмов в почве.

14. Органическая часть почвы и её формы

Важнейшей составляющей частью почвы является органическое вещество, которое представляет собой сложное сочетание растительных и животных остатков, находящихся на различных стадиях разложения, и специфических почвенных органических веществ, называемых гумусом.

Потенциальным источником органического вещества считают все компоненты биоценоза, которые попадают на или в почву (отмирающие микроорганизмы, мхи, лишайники, животные и т.д.), но основным источником накопления гумуса в почвах служат зеленые растения, которые ежегодно оставляют в почве и на ее поверхности большое количество органического вещества.

Растительный опад различается не только количественно, но и качественно .Химический состав органических веществ, поступающих в почву, очень разнообразен и во многом зависит от типа отмерших растений. Большую часть их массы составляет вода (75 — 90 %). В состав сухого вещества входят углеводы, белки, жиры, воски, смолы, липиды, дубильные вещества и другие соединения. Основная часть растительных остатков из целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина и дубильных веществ, при этом наиболее богаты ими древесные породы. Белка больше всего содержится в бактериях и бобовых растениях, наименьшее его количество обнаружено в древесине.

Кроме того, органические остатки всегда содержат некоторое количество зольных элементов. Основную массу золы составляют кальций, магний, кремний, калий, натрий, фосфор, сера, железо, алюминий, марганец, образующие в составе гумуса органоминеральные комплексонаты. Название зольных элементов связано с тем, что при сжигании растений они остаются в золе, а не улетучиваются, как это происходит с углеродом, водородом, кислородом и азотом.

В весьма малом количестве в золе встречаются микроэлементы — бор, цинк, йод, фтор, молибден, кобальт, никель, медь и др. Наиболее высокой зольностью обладают водоросли, злаковые и бобовые растения, меньше всего золы содержится в древесине хвойных пород.

15. Природно-экологическая значимость органического вещества почв

Органические вещества почвы многообразны по своей роли в формировании почвенного плодородия, в росте и развитии растений. Постоянная динамика гумуса, ежегодный синтез органического вещества, процессы его разложения и трансформации, связывание в гумусе элементов питания, их консервации, наоборот, непрерывное их высвобождение и поступление в почвенные растворы — все это отдельные черты сложной и многообразной жизни гумусовых веществ почвы.

Природно-экологическая значимость органического вещества почв определяется следующим: 1. Минерализация органических веществ — основа биологического круговорота вещества. При минерализации сложные органические соединения при участии различных групп микроорганизмов превращаются в простые химические вещества — воду, углекислый газ, соли различных анионов и катионов. В процессе минерализации участвует большая часть органических остатков: до 80-90%. Продукты минерализации попадают в почвенные растворы и в значительной степени становятся объектом питания растений, т. е. вновь включаются в биологический круговорот. Минерализации подвергаются и гумусовые вещества, но значительно медленнее, что обеспечивает регулярность и стабильность минерального азотного и фосфорного питания живых организмов почвы.

2. Гумусовые вещества почв следует рассматривать как консервант солнечной энергии, которая была накоплена благодаря процессам фотосинтеза зелеными растениями в бесчисленном множестве неспецифических органических соединений, а затем транс формирована в вещества почвенного гумуса. Гумусовые вещества обладают физиологической активностью.

3. Гумус оптимизирует физическое состояние почв. При оценке экологической роли гумуса всегда подчеркивается его положительное значение в связи с образованием агрономически ценной структуры, которая в конечном итоге создает для растений благоприятные водно-воздушные свойства. Это очень водоустойчивые структурообразователи с высокими клеящими свойствами. Они обеспечивают формирование в почвах зернистой и пористой структуры, устойчивой к разрушающему действию воды.

4. По объему дыхание почв сравнимо с дыханием океана и является одним из основных регуляторов состава парниковых газов в атмосфере.

Влияние гумусового содержания на плодородие почв неоднозначно. Не для всех растений (в основном овощных культур) соблюдается закономерность: большее содержание гумуса отвечает высокому уровню плодородия. Такие культуры, как картофель, гречиха, арбуз, безразличны к гумусовому содержанию почвы. А у виноградной лозы и табака на почвах с высоким содержанием органического вещества резко снижается качество урожая.

16. Время как фактор почвообразования и возраст почвы

Совершенно особый фактор почвообразования — время. Длительность процессов почвообразования накладывает определенный отпечаток на свойства и облик каждой почвы, развивающейся из конкретной горной породы. В связи с этим почвы могут различаться по абсолютному и относительному возрасту.

Абсолютный возраст почв связан с геологическим прошлым в каждом регионе. С тех пор, когда любая конкретная территория стала сушей и на ней поселились растения и животные, началось наземное почвообразование. Однако в определении понятия абсолютного почвенного возраста следует также учитывать подводный период почвообразования, который связан с возрастом материнских пород.

Относительный почвенный возраст характеризуется разновременностью и различными скоростями протекания биологических, физико-химических и других процессов в сравниваемых почвах. Относительный возраст почв тесно связан с сельскохозяйственной деятельностью человека. Учет почвенного возраста важен для оценки результатов мелиорации земель, а также перспективных возможностей в деле повышения почвенного плодородия.

17. Антропогенная фактор почвообразования

Антропогенный фактор и его воздействие проявляются через изменение самих факторов почвообразования, т.е. через изменение условий среды, условий почвообразования. На естественную эволюцию почв, связанную с историческими изменениями во времени условий почвообразования, накладывается мощный быстродействующий, стирающий или видоизменяющий свойства почв фактор (как «почву-память», так и «почву-момент»).

Изменения факторов почвообразования через антропогенное воздействие проявляются в разных формах:

1) в преобразовании почвообразующих пород (рекультивационные наносы, горные выработки, торфоразработки и т.д.);

2) путем изменения форм рельефа (формирование терриконов, карьеров, дамб, планировки территорий и т.д.);

3) в результате изменения климатических параметров на макро-, мезо- и микроуровнях (глобальный парниковый эффект и эффект потепления в мегаполисах, орошение почв и связанное с ним изменение микроклимата и т.д.);

4) путем изменения характера биоты (сельскохозяйственные посевы культурных растений, лесонасаждения, подсечно-огневое земледелие и др.).

Антропогенное воздействие не только изменяет факторы почвообразования, но и прямо или косвенно непосредственно сказывается на почвах.

Косвенное воздействие проявляется следующим образом: 1) в химическом загрязнении продуктами радиоактивного распада и тяжелыми металлами;

2) в изменении уровня и режима грунтовых вод, режима рек и озер, окислительно-восстановительных условий и солевого баланса;

3) в изменении естественного растительного покрова как результата вырубки лесов, перевыпаса скота, подсечно-огневого земледелия.

Прямое воздействие антропогенного фактора сказывается на почвах при их обработке сельскохозяйственной техникой, орошении и осушении, внесении органических и минеральных удобрений и ядохимикатов.

Прямые и косвенные воздействия на факторы почвообразования и почвы носят как положительный, так и отрицательный характер.

18. Характеристика условий и факторов почвообразования на территории Беларуси

—Почвообразующие породы — субстрат, на котором образуются почвы; они состоят из различных минеральных компонентов, в той или иной степени участвующих в почвообразовании. Минеральное вещество составляет 60-90% всего веса почвы. От характера материнских пород зависят физические свойства почвы — водный и тепловой ее режимы, скорость передвижения веществ в почве, минералогический и химический состав, первоначальное содержание элементов питания для растений.

— Органические соединения почвы формируются в результате жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Основная роль при этом принадлежит растительности. Зеленые растения являются практически единственными создателями первичных органических веществ. Поглощая из атмосферы углекислый газ, из почвы — воду и минеральные вещества, используя энергию солнечного света, они создают сложные органические соединения, богатые энергией. Наибольшее количество органических веществ дают лесные сообщества, особенно в условиях влажных тропиков.

— Основная функция животных организмов в почве — преобразование органических веществ. В почвообразовании принимают участие как почвенные, так и наземные животные. В почвенной среде животные представлены главным образом беспозвоночными и простейшими. Некоторое значение имеют также позвоночные (например, кроты и др.), постоянно живущие в почве. Почвенные животные делятся на две группы: биофагов, питающихся живыми организмами или тканями животных организмов, и сапрофагов, использующих в пищу органическое вещество. Главную массу почвенных животных составляют сапрофаги (нематоды, дождевые черви и др.).

— Огромное значение в осуществлении этих процессов в почве имеют микроорганизмы (бактерии, актиномицеты, низшие грибы, одноклеточные водоросли, вирусы и др.), весьма разнообразные как по своему составу, так и по биологической деятельности.

— К числу важнейших факторов почвообразования относится климат. С ним связаны тепловой и водяной режимы почвы, от которых зависят биологические и физико-химические почвенные процессы. Под тепловым режимом понимают совокупность процессов теплообмена в системе «приземный слой воздуха — почва — почвообразующая порода». Тепловой режим обуславливает процессы переноса и аккумуляции тепла в почве.

-Водный режим почвы в основном определяется количеством атмосферных осадков и испаряемостью, распределением осадков в течение года, их формой (при ливневых дождях вода не успевает проникнуть в почву, стекает в виде поверхностного стока).

-Климатические условия оказывают косвенное влияние и на такие факторы почвообразования, как почвообразующие породы, растительный и животный мир и др. С климатом связано распространение основных типов почв.

—Рельеф — один из факторов перераспределения по земной поверхности тепла и воды. С изменением высоты местности меняются водный и тепловой режимы почвы. Рельефом обусловлена поясность почвенного покрова в горах. С особенностями рельефа связан характер влияния на почву грунтовых, талых и дождевых вод, миграция водорастворимых веществ.

19. Общая схема почвообразования

Процесс почвообразования — превращение горной породы в почву. Он осуществляется в результате длительного взаимодействия массы материнской горной породы с живыми организмами, продуктами их жизнедеятельности и элементами гидро- и атмосферы. В основе процесса почвообразования лежит малый биологический круговорот веществ, развивающийся на фоне большого геологического круговорота веществ.

Наиболее важные слагаемые почвообразовательного процесса:

-Превращение минералов горной породы, из которой образуется почва.

-Накопление в ней органических остатков и их постепенная трансформация

-Взаимодействие минеральных и органических веществ с образованием сложной системы органоминеральных соединений

-Накопление в верхней части почвы ряда биофильных элементов, и, прежде всего элементов питания

-Передвижение продуктов почвообразования с током влаги по вертикальной толще формирующейся почвы

1.- выветривание носит биохимический характер.

2- главные процессы превращения органического вещества:

-гумификация — превращение части промежуточных продуктов разложения органического вещества в специфические сложные высокомолекулярные вещества — гумусовые кислоты

3. — образующиеся минеральные, органические и органоминеральные вещества характеризуются различной подвижностью, способны к передвижению с током влаги, что и приводит к дифференциации почвенной толщи на различные генетические горизонты (формируются горизонты вымывания (элювиальные) и вмывания (иллювиальные)).

Отмершие растения не только обогащают почву органическими и минеральными веществами, но и увеличивают ее энергетические ресурсы.

Почвообразовательный процесс цикличен. Цикличность обусловлена ритмами поступления на поверхность почвы солнечной энергии и биологическими циклами развития растений.

Развитие почвообразовательного процесса и формирование почвы протекают под воздействием комплекса факторов почвообразования. Это учение разработал В.В. Докучаев и выделил 5 факторов

· растительные и животные организмы

Ведущая роль принадлежит биологическому фактору — растительности. При взаимодействии факторов почвообразования возникает сложный комплекс почвообразовательных процессов.

20. Морфология почв. Почвенный профиль и генетический горизонты

МОРФОЛОГИЯ ПОЧВ — сумма внешних признаков, которые являются результатом процессов формирования почв и отражают происхождение почв, историю их развития, их физические и химические свойства.

Каждая почва характеризуется определенными морфологическими (внешними) признаками, которые являются диагностическими. По этим признакам можно отличить одну почву от другой и получить некоторые сведения о ней.

Строение почвенного профиля. Почвенный профиль — совокупность генетически сопряженных и закономерно сменяющихся почвенных горизонтов, на которые расчленяется почва в процессе почвообразования. Почвенный профиль состоит из определенного набора генетических горизонтов, образовавшихся под воздействием почвенных процессов. Каждый генетический горизонт имеет буквенные обозначения (латинские). В.В. Докучаевым было выделено всего три генетических горизонта: А — поверхностный гумусово-аккумулятивный, В — горизонт вмывания, С — материнская порода. По мере развития почвоведения и познания разнообразия почвенных процессов и почв число горизонтов значительно увеличилось теперь имеет следеющее содержание.

А0 —лесная постилка, маломощный, до 15 см, состоит в основном из лесного опада обычно слоистого строения Аd —дернина, представляет собой поверхностный минеральный слой почвы, который густо пронизан корнями растений, обычно формируется по луговой растительностью А1 —гумусовый темноокрашенный минеральный горизонт, в котором происходит накопление гумифициравонного органического вещества, тесно связанного с минеральной частью почвы

Ат — горизон со специфической консервацией органического вещества раститеьных остатков без превращения в гумус (содержагие гумуса здесь от 78 до 90%)

Ап — поверхностный (пахотный) горизонт во всех пахотных почвах, мощностью 20-30 см. Он сформировался из различных генетических горизонтов в результате периодической обработки в земледелии

А2—подзолистый горизонт, окрашен в светлые тона, располагается под гумусовым горизонтом или подстилкой, формируется под влиянием процесса оподзаливания, что значит кислотного разложения минеральной части почвы до аморфных продуктов, которые выносятся вместе с тлом из этого горизонта. Этот горизонт назфвается еще горизонт вымывания

А2пал — подзолистый горизонт, внешене отличающийся палевой окраской
В — горизонт, залегающий под элювиальными, характеризуется уплотненным сложением и утяжелением за счет за счет накопления глины и аморфных продуктов, вынесенных из элювиального горизонта.

Вt — элювиально-глинистый горизонт, характеризующийся накоплением глины в порах и трещинах, по краям структурных отдельностей

Вh- элювиально-гумусный, отличается кофейно-коричневой окраской и очень сильным уплотнением (сцементированностью)

Вm- метаморфический, отличается тем, что здесь формирование и накопление глины и минеральных окислов идет на месте

G — глеевый горизонт, сизый, белесовато-сизый или голубовато-серый,формирующийся в результате продолжительного или постоянно избыточного увлажнения со значительным накоплением закиси железа.Если оглеение выражено в виде отдельных пятен, то горизонт называется глееватым и обозначается буквой g, которая добавляется к основному индексу того горизонта, где оглеение обнаружено (А2g, Вg). Грунтовое оглеение подчеркивается черточкой снизу Сg, а поверхностное — сверху Сg

С — почвообразуюшая (материнская) порода, лежащая под почвенными горизонтами, сходная с ними литологически и не имеющая их генетических признаков.

Д — подстилающая порода, лежащая под горизонтом С и отличающаяся от него в литологическом отношении

Выделяют также переходные горизонты, имеющие двойные обозначения А1А2— горизонт, окрашенный гумусом на фоне белесых признаков оподзоли вания, А2В1 — горизонт, сочетающий признаки подзолистого (А2) и иллювиального (В) горизонтов.

Торфяные горизонты, содержащие более 70% органического вещества, б

Источник